冲击扰动下滑移型岩爆的模拟试验及机理探讨

作者：邓树新; 王明洋^*; 李杰; 张国凯; 王振

来源：岩土工程学报, 2020, 42(12): 2215-2221.

• 滑移型岩爆
• 冲击扰动
• 模型试验
• 岩爆机理
• 高速摄影

由岩体结构面滑移破坏导致的滑移型岩爆对外界扰动敏感、释放能量巨大,一旦发生可能带来灾难性的后果。利用自主研制的试验装置,结合高速摄影技术,模拟了冲击扰动下岩块从开始滑移至发生岩爆全过程,并从内因、外因和诱因3方面探讨了滑移型岩爆机理。冲击扰动应力波在块系岩体中传播造成结构面正应力的减小导致摩擦力下降,即超低摩擦现象。如果结构面摩擦力减小到小于结构面剪切力,岩块开始滑移。如果最终的动摩擦力也仍然小于结构面剪切力,岩块将持续滑移导致块系岩体失稳崩塌,发生滑移型岩爆。冲击扰动诱发的岩块间滑移运动与结构面初始应力状态密切相关。引入一个无量纲能量参数来表征动力扰动诱发滑移型岩爆的临界能量条件,并给出了该能量参数与结构面初始应力状态的定量关系。总结得出滑移型岩爆产生需要满足3个条件:块系岩体中存在软弱结构面(内因),结构面上的应力水平接近临界状态(外因),动力扰动使得结构面抗剪强度降低(诱因)。

• 单位
  中国人民解放军陆军工程大学; 南京理工大学